在平靜的湖面上有一條長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的小船,船上站著一個(gè)質(zhì)量為m的人,開始時(shí),人和船都處于靜止?fàn)顟B(tài).若船所受的阻力可忽略,當(dāng)人從船尾走到船頭時(shí),船將產(chǎn)生多大的位移?

答案:
解析:

  根據(jù)題意可畫出如圖所示的草圖,設(shè)人和船在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的位移分別為s1、s2,平均速度分別為v1、v2,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t.由圖可知,人和船的位移之和必為L,即:

         S1S2L

  而     v1,v2,

  設(shè)人向前行走的方向?yàn)檎较颍瑒t由動(dòng)量守恒定律可得:

           0mv1mv2,

         0mM,

  所以,位移的大小s2,方向由船頭指向船尾.

  【評(píng)析】(1)解此題的關(guān)鍵是要得出人、船位移和船長(zhǎng)之間的關(guān)系:s1s2L.而這個(gè)隱含條件通過畫圖則很容易看出.如果認(rèn)為人行走的距離(相對(duì)地面)就是船長(zhǎng)L,那就會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論.(2)動(dòng)量守恒定律中的速度都必須相對(duì)于同一參考系,因而人行走的距離是圖中的s1而不是船長(zhǎng)L.人相對(duì)于船行走的距離才為L

  若船的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人的質(zhì)量,即Mm,則船后退的距離s2趨于零.若Mm,則s2L.但不論人和船的質(zhì)量如何,人和船的位移和總等于船長(zhǎng)L


提示:

【分析】忽略阻力時(shí),人和船組成的系統(tǒng)所受的外力的合力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒.又由于系統(tǒng)每一瞬間的動(dòng)量都守恒,所以系統(tǒng)在全過程中的平均動(dòng)量也守恒.本題可用平均速度來求解.


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科目:高中物理 來源:2008年北京四中高三物理基礎(chǔ)練習(xí)(五) 題型:038

在平靜的湖面上停著一條船,由船上的人在水面激起一列持續(xù)的水波,水波頻率一定,另一人站在岸邊計(jì)量出水波經(jīng)過50 s到達(dá)岸邊,并估測(cè)出兩相鄰波峰間的距離約為0.5 m,這個(gè)人還測(cè)出5 s內(nèi)到達(dá)岸邊的波數(shù)為20個(gè),試計(jì)算船離岸約有多遠(yuǎn)?

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